议高中物理力学解题中整体法的运用

李勤

【摘要】力学问题是高中物理学习的核心问题，在教学的过程中力学始终贯穿着整个高中教学，无论是电学、磁学、功能转换等知识都需要借助基础力学知识来解答，尤其是科学对目标进行受力分析，这是所有问题解决的根本。本文从优化解题思路的角度，浅议高中物理力学解题中整体法的运用。

【关键词】高中物理 力学 解题 整体法

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）26-0181-02

无论是日常教学，课下练习，还是在考试的过程中，很多学生都会受困于力学问题究竟该如何解答，这个力到底存在与否，什么时候相互抵销，什么时候做功；为什么我用的课本例题的方法解答出来的结果却是错误的；到底是該用动量守恒还是能量守恒；这么复杂的一个问题，怎么就可以三步作答呢？一系列的问题困扰着学生们，常常使他们觉得备受折磨。一个物理过程往往涉及多个物理量，干扰项目涉及的很多过程常常把学生的思路带偏，到底应该用哪种方法才是最合适的，其实不是决定于物体本身，而是要理清整体思路，科学应用整体法可以有效避免学生走弯路。

一、整体法的概念与意义

在初学力学阶段，我们所接触的对象一般的一个物体，其受力也非常清晰简单，但是随着学习的深入，尤其是摆脱理想状态，把物体置于真实的环境之中，就会发现很多物体其实相互关联，相互影响；如果单纯把某个物体割裂，不仅受力和运动状态不好确定，即使可以确定其受力，很多变化和临近的状态也很难确定。这时候就需要把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）。 物理中整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。

通过整体法的运用一方面可以促理论和实践层面的综合贯通，发现知识本身的奥妙，增强学习兴趣；另一方面表现为物理思维层面的变通和融合。“一题多解”和“一题多变”是高中物理的一个显著特征，灵活的整体思维可以帮助学生跳出题目本身，通过整体思维的运用实现变式思维，感受物理变化魅力，在解题过程中变繁为简、变难为易。

二、整体法的应用分析

运用整体法解决物理问题，需要满足一些条件，具体来说，整体法适用于以下几种情况：

第一，有多个物体同时存在，但是这几个物体相对静止，或者加速度相同，可以用整体法计算。这点相对好理解，就是把多个物体看作一个整体。

例1：在粗糙的水平地面上，质量分别为mA=4kg、mB=6kg的物体A、B叠放在一起，现用水平力F拉物体B，使A、B一起向右做匀加速运动，A、B间的摩擦因子μ=0.2，B与地面间的摩擦因子μ=0.3，求绳子的拉力F。

分析：对于这类题目相对来说就比较容易，因“一起向右做匀加速运动”，所以只需要把AB看作的一个整体，就可以快速求得答案。类似的还有用“细绳连接的两物体”、“在同一斜面相对静止的两物体”、“同一车厢内的物体”等，在求解外力的过程中都可以使用整体法。

第二，目标对象是唯一物体，在多个状态，或多个物理过程中有多个力做功，这时候需要用整体法。这点适用于综合性的运动过程，在功能转换中尤为适用。

例2.如图，竖直平面内有四分之一圆弧固定在水平桌面上，圆心为O。一小滑块自圆弧轨道A处由静止开始自由滑下，在B点沿水平方向飞出，落到水平地面C点。已知C点与B点的水平距离为1.0m小滑块的质量为m=1.0kg，圆弧轨道半径R=1.0m，B点到地面的高度h=1.25m，g取10m/s2。求小滑块沿圆弧轨道下滑过程中克服摩擦力所做的功。

分析：滑块从上到下的运动过程中先是从O开始的圆周运动，后是平抛运动，这其中既有重力做功，又有方向变化，如果单独求解摩擦力的大小和方向，可以说非常困难。所以我们采用整体法，把这个过程看作一个整体，设延圆弧轨道下滑过程中滑块克服摩擦力所做的功为W，由动能定理可得：mgR-W=，这时候只需要求出物块滑至B点的速度就可以求得W的值。

小结

总之，整体法既是基础物理方法，更是一种综合思维，通过整体法可以帮助学生进一步深刻理解运动的相对性，进而实现透过现象发现本质和规律的过程，从多个物体，多个状态，或多个物理变化过程中，运用整体法研究分析、处理和解决问题。

参考文献：

[1]赵连涌.试论高中物理力学解题中整体法的运用[J]. 数理化解题研究，2017（31）.

[2]赵烨程.高中物理力学解题思路与整体法的运用研究[J]. 文理导航， 2017（29）：34.